面向利用引力波探测器观测中子星坍缩
广义相对论与量子宇宙学
2021-03-03 v1
摘要
来自双中子星旋进的引力波已与 GW170817 中并合后产生的电磁暂现源一同被探测到。然而,连接这两组观测量的并合后动力学仍知之甚少。这包括并合后残余星是否以及何时坍缩为黑洞,以及驱动短伽马射线暴和其他观测到的电磁对应体所需的条件是什么。观测并合后中子星的坍缩将阐明这些问题,约束短伽马射线暴引擎与热中子星状态方程模型。在本工作中,我们探索使用引力波探测器测量坍缩时刻的范围,方式包括间接——通过确定并合后引力辐射的关闭,或更具挑战性地——直接,通过探测坍缩信号。对于间接方法,我们考虑一种利用先前研究的耦合臂腔与信号循环腔共振的千赫兹高频探测器设计。对于发生在距地 50\,Mpc、总质量 的双星并合后 10\,ms 的坍缩引力波信号,该设计将给出 0.5\,-\,8.6(取决于波形参数变化)的信噪比。对于直接方法,我们提出一种窄带探测器设计,利用臂腔自由光谱范围附近频率的灵敏度。所提出的探测器实现 0.3\,-\,1.9 的信噪比,与坍缩时间无关。该探测器受限于基本的经典与量子噪声,臂腔功率选为 10\,MW。
引用
@article{arxiv.2011.06705,
title = {Towards observing the neutron star collapse with gravitational wave detectors},
author = {Teng Zhang and Jiří Smetana and Yikang Chen and Joe Bentley and William E. East and Denis Martynov and Haixing Miao and Huan Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06705},
year = {2021}
}